Marko Petrović Kako radi MP3?

Za MP3 pesme su skoro svi čuli. Postale su poznate po tome što na jedan CD može da stane oko 150 pesama, što je postalo veoma popularno među vlasnicima računara. Ta popularnost je stalno rasla jer se ispostavilo da praktično sve pesme koje prosečan vlasnik poseduje mogu stati na svega nekoliko CD-ova. Osobina MP3-ojki (danas veoma popularan naziv za pesme u ovom formatu), je da originalnu veličinu pesama smanjuju nekih 10 do 12 puta. Da bi "smanjili" veličinu pesme (audio zapisa) potreban je specijalizovan softver koji kompromuje pesmu (MP3 enkoder) i program koji vrši reprodukciju MP3 pesme (MP3 plejer).

Šta je to kodek?

Da bi krenuli dalje moramo prvo objasniti šta je to kodek. Sama reč kodek je skraćenica (akronim) od: compressor/decompressor. Ustvari, kodek je algoritam po kome se komprimuju i dekomprimuju razni tipovi podataka, naročito oni koji zauzimali mnogo mesta na hard disku (zvuk ili video). Kodek se može koristiti kako u živom prenosu zvuka i slike (streaming audio/video), tako i u radu sa fajlovima sa audio/video sadržajem (AVI, WAV).

Magija MP3 kodeka

MP3 kodek pripada grupi perceptualnih (čulnih) kodeka. Zasniva se na prirodi ljudskog čula sluha (psihoakustika) i mnoštvu matematičkih operacija. Kako on radi? Nekomprimovan audio zapis, kakav možemo naći na audio CD-u, u sebi sadrži mnogo podataka koje ljudski mozak ne može da "obradi". Npr. dva zvuka koja su slična i koja se blizu nalaze (mali vremenski interval između njih), čovek ne može da primeti. Još jedan primer je pojavljivanje dva zvuka, od kojih je jedan mnogo glasniji. Pogađate, ljudski mozak će veoma teško primetiti onaj tiši zvuk. U prvom primeru rezultat u ljudskom mozgu je jedan zvuk, dok u drugom će biti zapažen samo onaj jači. Takođe, veoma bitna činjenica je osetljivost ljudskih ušiju na frekvencije. Frekvencije koje može ljudsko uho da registruje, kreće se u granicama od 20Hz do 17kHz (u literaturi može se naći da ova gornja granica ide do 20kHz).

Sa grafikona vidimo da ljudsko uho registruje zvuke, koji se nalaze između dve granice. Takođe se može zaključiti da je za niske frekvencije ljudsko uho najneosetljivije, dok se najbolje registruju frekvencije iz središnjeg opsega 2 – 4 kHz.
Poenta MP3 kodeka je u tome da u audio zapisu "izbaci" sve ono što ne možemo da čujemo. Odavde se vidi da ustvari "kvarimo" originalni (nekomprimovani) zapis, tj., zbacujemo sve suvišne (redudantne) podatke. Upravo uz pomoć ovog "izbacivanja" mi štedimo na veličini! Ovaj način kompresije se zove kompresija sa gubitkom, jer kada bi vratili kompresovane podatke u izvorni oblik (dekodovali ili dekomprimovali) i uporedili sa originalnim zapisom, oni naravno ne bi bili isti – izgubili smo onaj "višak". Posle "izbacivanja" komprimujemo još jednom, ali sada koristimo neki postupak u kome po obavljenom poslu neće biti gubitaka. Najčešće su to postupci slični zipovanju, koji se baziraju na Hafmanovom algoritmu. Kada sve bude gotovo dobijamo MP3 pesmu koja je 10-12 puta manja od originalnog zapisa.

Ko voli nek izvoli!

U suštini svaki način snimanja muzike unosi neke gubitke, bilo to analogno ili digitalno. Najbolje bi bilo kada bi nam stalno bio prisutan izvor "žive" muzike. Svaki način kompresije nam "ukrade" malo kvaliteta. Frekvencije koje ljudsko uho ne registruje mogu ipak igrati ulogu. U kombinaciji sa ostalim zvucima (koje registrujemo) dobija se tzv. prostorni efekat, tj. kao da zvuk dolazi iz određenog smera. Kada se takav zvuk kompresuje, prostorni efekat je sve manji i manji. Zbog toga se neki put može desiti da pesme u MP3 formatu zvuče nekako "plitko". Naravno, što je veći kvalitet kompresije razlika između "originalnog" i kompresovanog zvuka je manja. Sada je sve stvar našeg izbora: pravi se kompromis da li će zvuk biti kvalitetniji i zauzimati više na našem hard disku, ili ćemo se zadovoljiti malo lošijim zvukom i time uštedeti na prostoru.
Činjenica je da će se većina nas zadovoljiti kvalitetom koji nam pruža MP3, iz jednog prostog razloga jer nemamo baš najsjajnije "istrenirano" čulo sluha (kakvo imaju audiofili), niti odgovarajuću audio opremu uz koju bi primetili razliku između komprimovanog i nekomprimovanog audio zapisa.
Sve je ovo posledica "nesavršenog" sveta u kome živimo. Da je sve savršeno, čuli bismo zvuke svih frekvencija i imali bi beskonačan prostor za skladištenje muzike. U tom slučaju MP3 format ne bi ni postojao. Ali, kako je realnost "surova", MP3 je idealno rešenje i kvalitet muzike koju većina nas sluša preko računara je sasvim zadovoljavajući.

Verzija za štampu